3.2. Задания по формированию естественно-научной грамотности по биологии.

Задание на развитие естественнонаучной грамотности для обучающихся 10-11 классов. (Основы генетики и селекции).

Уровень сложности:

Б – базовый

П – повышенный

В – высокий

Задача «Вакцины против COVID-19»

Общая характеристика задачи.

Предмет: Биология (генетика, селекция).

Курс: Общая биология.

Класс: 10-11.

Цель: Развитие естественнонаучной грамотности учащихся при изучении раздела «Основы генетики» в курсе общей биологии.  

Задачи: 1. Формировать умение актуализировать знания, использовать их для принятия решения.

2. Развивать навыки использования естественнонаучных знаний для решения реальных жизненных задач.

3. Уметь работать с составными текстами (сопоставлять, сравнивать, делать заключение).

4. Находить точную информацию в тексте.

Действия учащихся: Данная задача может быть использована как обучающая для самостоятельного получения знаний по теме «Иммунология на службе здоровья» во время проведения, например предметных курсов, что предполагает обобщение и применение ранее полученных знаний учащимися.

Задача ориентирована на преодоление дефицитов, таких как:

• находить точную информацию в тексте;
• переводить один вид текста в другой (от схемы к словесному описанию);
• работать с составными текстами (сопоставлять, сравнивать, делать заключение);
• привлекать личный опыт, известные знания для решения поставленной задачи;
• заполнение пропусков в тексте.

Использованные источники:

• Биология. Человек. 8 класс /Под ред. Д.В.Колесов - М.: Дрофа, 2014.

• Биология. 10 класс/ Под ред.Д.К.Беляева-М.:Просвещение, 2016.

• Рисунки из интернета или из атласа анатомии человека (любого).

Текст задачи.

         РНК-вакцина, вакцина на основе рибонуклеиновой кислоты — это вакцина, действующая часть которой — рибонуклеиновая кислота (обычно матричная, мРНК), кодирующая белок, характерный для патогена. Кроме собственно РНК, в вакцине присутствует липидная оболочка, защищающая РНК от разрушения и обеспечивающая проникновение РНК в клетку.

         РНК-вакцины появились относительно недавно. В этой вакцине генетическая информация об антигене доставляется вместо самого антигена, и затем антиген экспрессируется в клетках вакцинированного человека. Можно использовать либо мРНК (модифицированную), либо самореплицирующуюся РНК. Для мРНК требуются более высокие дозы, она обычно доставляется через липидные наночастицы. Преимущества этой технологии заключаются в том, что вакцину можно производить полностью in vitro. Чтобы создать мРНК-вакцину против вируса, не нужен сам вирус, достаточно иметь его секвенированный и расшифрованный геном. Вакцинная мРНК создаётся на основе короткой генетической последовательности из генома вируса, которая кодирует белок вируса (обычно поверхностный, с помощью которого вирус проникает в клетку). Синтезированная мРНК помещается в липидную наночастицу, которая доставляет вакцинную мРНК внутрь клетки.

         Когда вакцинная РНК попадает в клетку, клеточные механизмы синтеза белков продуцируют закодированный в РНК белок. Этот белок действует как антиген: его обнаруживает иммунная система организма и обучается на этом белке — в организме формируется иммунитет. В дальнейшем, при попадании в организм патогена, иммунная система опознаёт его по уже известному белку и уничтожает инфекцию, не давая развиться заболеванию.

         Векторные вакцины производят уже много лет, они представляют собой хорошо изученный аденовирус, который содержит в своём геноме вставку, кодирующую фрагмент поверхностного S-белка SARS-CoV-2, вызывающего иммунный ответ. Аденовирус также лишен участка, отвечающего за размножение вируса. Вакцину получают биотехнологическим путём, при котором не используется патогенный для человека коронавирус. Аденовирусы выращиваются на клеточных культурах. В векторной вакцине находятся две цепи ДНК-вируса, что отличает ее РНК-вакцин, которые используют более хрупкую цепь РНК. Прочная белковая оболочка обеспечивает лучшую сохранность генетического материала, что позволяет перевозить и хранить вакцину в обычном холодильнике без использования критически низких температур. После введения вакцины человеку ген-вектор попадает в соматические клетки, в результате чего происходит продуцирование ими S-белка SARS-CoV-2, в ответ на что в организме хозяина (привитого) вырабатываются антитела к этому белку.

Задание. Прочитайте текст и выполните задания.

Вакцины против COVID-19.

         Пережив первый шок от столкновения с новым коронавирусом, ученые всего мира бросились создавать вакцину, которая должна была раз и навсегда покончить с инфекцией. К настоящему времени в различных странах массово применяются следующие вакцины:

         Все эти вакцины получены методами генной инженерии. Как же они устроены и каковы механизмы их работы?

Задание 1. (Б уровень)

Выберите название вакцины, не содержащей чужеродную для человека ДНК:

А. Астра-Зенека      Б. Спутник V       В. Модерна

Задание 2. (Б уровень)

Выберите название вакцины, при производстве которой мРНК синтезируется in vitro:

А. Астра-Зенека     Б. Пфайзер    В. Ковиденция

Задание 3. (П уровень)

Выберите компоненты, входящие в состав нуклеиновой кислоты вакцины Джонсон-и-Джонсон:

А. тимин    Б. Цитозин   В. фосфорная кислота   Г. рибоза Д.дезоксирибоза

Задание 4. (П уровень)

Выберите компоненты, входящие в состав нуклеиновой кислоты вакцины Спутник V:

А. аденин   Б. Урацил В. фосфорная кислота Г. Рибоза   Д.дезоксирибоза

Задание 5. (Б уровень)

Заполните таблицу по содержанию текста:

Задание 6. (П уровень)

Участвует ли РНК в выработке иммунного ответа на векторные вакцины? Ответ поясните.

Задание 7. (П уровень)

 Механизм работы какой из вакцин представлен на схеме:

   А) векторной

   Б) на основе мРНК

Задание 8. (В уровень)

Расставьте по порядку события, происходящие в клетке при вакцинации Спутником V.

А- экспрессия спайк-белка коронавируса

В — транскрипция

Г — проникновение аденовируса в клетку

Б — экспозиция спайк-белка на поверхности клетки

Задание 9. (В уровень)

Соотнесите события, происходящие в клетке при вакцинации Спутником V, и клеточные органоиды, где они происходят

А- экспрессия спайк-белка коронавируса                                 1- плазмалемма

Б — трансляция                                                                            2 - ядро

В — транскрипция                                                                       3- цитоплазма

Г — проникновение аденовируса в клетку

Д — экспозиция спайк-белка на поверхности клетки

Умения.

Естественнонаучные:

1. Использовать естественнонаучные знания для решения реальных жизненных задач.

2. Актуализировать знания, использовать их для принятия решения.

3. Использовать школьные знания для объяснения и прогнозирования явлений окружающего мира.

4. Представлять естественнонаучную информацию в контексте решаемой задачи.

5. Умение объяснять (прогнозировать) природные и техногенные явления на основе разных моделей.

6. Использовать исследовательский метод (сбор, систематизация и анализ фактов, выдвижение гипотез, планирование и проведение эксперимента, анализ полученных результатов, формулировка заключения, выводов) в нестандартных ситуациях.

Информационные:

1. Находить точную информацию в однородных, однотипных текстах.

2. Находить точную информацию в составных, разнотипных текстах.

3. Находить достоверные сведения в разных типах информационных источников: графиках, диаграммах, картах, схемах, таблицах.

4. Синтезировать и сопоставлять информацию разнотипных источников, делать выводы, заключения и обобщения.

5. Использовать разные типы выявления информации: ознакомительный, поисковый, ориентировочный, формулировать информационно и доказательно насыщенное суждение, заключение, выводы.

Общеучебные:

1. Решать задачу с привлечением дополнительной информации, личного опыта.

2. Решать задачу на основе межпредметного подхода с использованием комплексных подходов.

3. Удерживать взаимосвязь отдельных заданий задачи, использовать полученную информацию в одном задании для решения другого.

4. Использовать обоснованные приближения, упрощающие подходы, нетрадиционные способы решения задачи.

5. Уметь давать развернутый ответ на вопрос в свободной форме.

6. Уметь на основе точной информации из текста давать качественную интерпретацию (делать выводы, заключение, обобщение, сравнение и др.).

7. Уметь работать с составными текстами (сопоставлять, сравнивать информацию, соединять их в общую и т.п.).

8. Уметь работать с разными типами текстов: бытовыми, научно-популярными, публицистическими и др.

СПЕЦИФИКАЦИЯ

диагностических работ по функциональной грамотности для учащихся 6 - 10 классов:

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ ГРАМОТНОСТЬ

1. Цель диагностической работы: оценить уровень сформированности естественно-научной грамотности как составляющей функциональной грамотности.

2. Подходы к разработке диагностической работы.

Согласно определению известного психолога А. А. Леонтьева^[1], функциональная грамотность предполагает способность человека использовать приобретаемые в течение жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений.

Методологической основой разработки заданий для формирования и оценки естественно-научной грамотности выбрана концепция современного международного исследования PISA (Programme for International Students Assessment), результаты которого используются многими странами мира для модернизации содержания и процесса обучения.

В разрабатываемом российском мониторинге функциональной грамотности естественно-научная грамотность понимается так же, как и в исследовании PISA. В исследовании PISA естественно-научную грамотность определяют три основные компетенции:

• научное объяснение явлений;
• применение естественно-научных методов исследования;
• интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

В измерительном инструментарии (заданиях) мониторинга естественно-научной грамотности эти компетенции выступают в качестве компетентностной области оценки. В свою очередь, объектом проверки (оценивания) являются отдельные умения, входящие в состав трех основных компетенций естественно-научной грамотности. Основа организации оценки естественно-научной грамотности включает три структурных компонента:

• контекст, в котором представлена проблема;
• содержание естественно-научного образования, которое используется в заданиях;
• компетентностная область, необходимая для того, чтобы связать контекст, в котором представлена проблема, с естественно-научным содержанием, необходимым для её решения.

Принятое определение естественно-научной грамотности и составляющих ее компетенций повлекло за собой разработку особого инструментария исследования: учащимся предлагаются не типичные учебные задачи, характерные для традиционных систем обучения и мониторинговых исследований естественно-научной подготовки, а близкие к реальным проблемные ситуации, представленные в некотором контексте и разрешаемые доступными учащемуся средствами естественно-научных предметов.

3. Общая характеристика диагностической работы:

3.1. Содержательная область оценки (распределение заданий по отдельным областям).

Таблица 1

Примерное распределение заданий по содержательным областям

3.2. Компетентностная область оценки (распределение заданий по отдельным областям).

Таблица 2

Примерное распределение заданий по компетентностным областям

3.3. Контекст задания (распределение заданий по отдельным категориям).

Таблица 3

Распределение заданий по контекстам

3.4. Уровень сложности задания (распределение заданий по отдельным категориям).

Таблица 4

Распределение заданий по уровню сложности

3.5. Тип задания по форме ответов

В вариантах используются следующие типы заданий:

1. Задание с выбором одного верного ответа.
2. Задание с выбором нескольких верных ответов.
3. Задание с кратким ответом (в виде текста, букв, слов, цифр).
4. Задание с развернутым ответом.
5. Задание с выбором ответа и объяснением.
6. Задание на установление соответствия.

4. Время выполнения диагностической работы составляет 40 минут.

5. Система оценки выполнения диагностической работы

В работу входят задания, которые оцениваются одним баллом и двумя баллами.

Максимальный балл по вариантам составляет от 15 до 22 баллов.

Выполнение заданий оценивается автоматически компьютерной программой или экспертом в зависимости от типа заданий.

Критерии оценивания заданий. Задания с кратким или развернутым ответом оцениваются в 1, 0 (верный ответ – 1 балл, неверный ответ – 0 баллов) или 2, 1, 0 баллов (полный верный ответ – 2 балла, частично верный ответ – 1 балл, неверный ответ – 0 баллов).

6. Приложение 1. План вариантов диагностических работ.

Приложение 1.

План вариантов диагностических работ:

ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ ГРАМОТНОСТЬ (6–10 классы)

6 класс

7 класс

8 класс

9 класс

10 класс